【VTK学習記-07】VTK画像表示（vtkImageViewer2は二次元画像表示、vtkImageActorは三次元画像レンダリング、vtkImageBlend画像融合）

第5章 VTK画像処理

5.2 VTK画像表示

学習チュートリアル: 「高度な VTK グラフィックスと画像開発」 Zhang Xiaodong、Luo Huoling
特別協力: Dongling Studio

5.2 VTK画像表示

5.2.1 vtkImageViewer2——二次元画像の表示

特に3次元画像のスライス表示に適しています。

例 - 3D 医療画像の特定のスライスを *.mhd 形式で表示する
ソースコード:

#include <vtkSmartPointer.h>
#include <vtkImageViewer2.h>
#include <vtkRenderer.h>
#include <vtkRenderWindow.h>
#include <vtkRenderWindowInteractor.h>
#include <vtkMetaImageReader.h>

//测试图像：../data/brain.mhd  
int main()
{
    
    
	//使用vtkMetaImageReader读入一个*.mhd格式的图像
	vtkSmartPointer<vtkMetaImageReader>reader = vtkSmartPointer<vtkMetaImageReader>::New();
	reader->SetFileName("../data/brain.mhd");
	reader->Update();

	vtkSmartPointer<vtkImageViewer2>imageViewer = vtkSmartPointer<vtkImageViewer2>::New();
	imageViewer->SetInputConnection(reader->GetOutputPort());

	//显示切片
	vtkSmartPointer<vtkRenderWindowInteractor>renderWindowInteractor = vtkSmartPointer<vtkRenderWindowInteractor>::New();
	imageViewer->SetupInteractor(renderWindowInteractor);

	imageViewer->SetColorLevel(500);//窗位
	imageViewer->SetColorWindow(2000);//窗宽
	imageViewer->SetSlice(40);//切片索引
	imageViewer->SetSliceOrientationToXY();//切片方向
	imageViewer->Render();

	imageViewer->GetRenderer()->SetBackground(1.0, 1.0, 1.0);
	imageViewer->SetSize(640, 480);
	imageViewer->GetRenderWindow()->SetWindowName("DisplayImageExample");

	renderWindowInteractor->Start();

	return 0;
}

操作結果:
ここに画像の説明を挿入します

5.2.2 vtkImageActor — 3D 画像レンダリング

テクスチャマッピングは、表示のために画像をポリゴンにマッピングします。
vtkBMPReader を使用して画像を読み込んだ後、vtkImageActor、vtkRender、vtkRenderWindow、vtkRenderWindowInteractor を順に作成します。また、vtkInteractorStyleImage オブジェクトを定義し、それをレンダリングパイプラインにアセンブルする必要があります。
ソースコード：

#include <vtkSmartPointer.h>
#include <vtkRenderWindow.h>
#include <vtkRenderWindowInteractor.h>
#include <vtkInteractorStyleImage.h>
#include <vtkRenderer.h>
#include <vtkBMPReader.h>
#include <vtkImageActor.h>


//测试图像：../data/lena.bmp
int main()
{
    
    
	//读取图片
	vtkSmartPointer<vtkBMPReader>reader = vtkSmartPointer<vtkBMPReader>::New();
	reader->SetFileName("../data/lena.bmp");
	reader->Update();

	//渲染管线
	vtkSmartPointer<vtkImageActor>imgActor = vtkSmartPointer<vtkImageActor>::New();
	imgActor->SetInputData(reader->GetOutput());

	vtkSmartPointer<vtkRenderer>renderer = vtkSmartPointer<vtkRenderer>::New();
	renderer->AddActor(imgActor);
	renderer->SetBackground(1.0, 1.0, 1.0);

	vtkSmartPointer<vtkRenderWindow>renderWindow = vtkSmartPointer<vtkRenderWindow>::New();
	renderWindow->AddRenderer(renderer);
	renderWindow->SetSize(640, 480);
	renderWindow->Render();
	renderWindow->SetWindowName("DisplayImageExample2");

	vtkSmartPointer<vtkRenderWindowInteractor>renderWindowInteractor = vtkSmartPointer<vtkRenderWindowInteractor>::New();
	vtkSmartPointer<vtkInteractorStyleImage> style = vtkSmartPointer<vtkInteractorStyleImage>::New();

	renderWindowInteractor->SetInteractorStyle(style);
	renderWindowInteractor->SetRenderWindow(renderWindow);
	renderWindowInteractor->Initialize();

	renderWindowInteractor->Start();

	return 0;

}

操作結果:
ここに画像の説明を挿入します

注: vtkImageActor が受け取る画像データ vtkImageData のピクセルタイプは unsigned char である必要があります。タイプが要件を満たしていない場合は、画像を表示する前に画像データタイプを unsigned char に変換する必要があります。

コンパイル中にエラーが発生しました“vktSmartPointer”: 未声明的标识符。解決策はこうなりました！！VS でエラー行を削除し、メモ帳でまったく同じ行を書き直して、上に貼り付けると問題ありません。すばらしい！

5.2.3 vtkImageBlend—画像融合

画像の融合: 画像の不透明度を利用して画像を合成します。画像の融合を実現するには、クラス vtkImageBlend を使用します。vtkImageBlend は複数の画像入力を受け入れることができ、その出力画像は融合された画像です。

2 つの融合モード: 標準モード (デフォルト)、ブレンドモード
(1) 標準モード
(2) ブレンドモード
出力結果は不透明度を使用して正規化されます。

例: グレースケール画像を読み込み、バイナリ画像を生成し、画像を融合します (グレースケール画像とバイナリ画像の融合)。最後に、ウィンドウ内に 3 つの画像が表示されます。
ソースコード：

#include <vtkSmartPointer.h>
#include <vtkImageData.h>
#include <vtkRenderer.h>
#include <vtkRenderWindow.h>
#include <vtkRenderWindowInteractor.h>
#include <vtkInteractorStyleImage.h>
#include <vtkImageCanvasSource2D.h>
#include <vtkImageBlend.h>
#include <vtkJPEGReader.h>
#include <vtkImageActor.h>
#include <vtkImageCast.h>

//测试图像：../data/lena-gray.jpg
int main()
{
    
    
	//读入灰度图像      
	vtkSmartPointer<vtkJPEGReader>reader = vtkSmartPointer<vtkJPEGReader>::New();
	reader->SetFileName("../data/lena-gray.jpg");
	reader->Update();

	//生成二值图像      
	vtkSmartPointer<vtkImageCanvasSource2D>imageSource = vtkSmartPointer<vtkImageCanvasSource2D>::New();
	imageSource->SetNumberOfScalarComponents(1);
	imageSource->SetScalarTypeToUnsignedChar();
	imageSource->SetExtent(0, 512, 0, 512, 0, 0);
	imageSource->SetDrawColor(0.0);
	imageSource->FillBox(0, 512, 0, 512);
	imageSource->SetDrawColor(255.0);
	imageSource->FillBox(100,400,100,400);
	imageSource->Update();

	//融合图像:两个输入（0：灰度图像；1：二值图像）
	vtkSmartPointer<vtkImageBlend>imageBlend = vtkSmartPointer<vtkImageBlend>::New();
	//imageBlend->SetInputData(0, (vtkDataObject*)reader->GetOutput());
	//imageBlend->SetInputData(1, (vtkDataObject*)imageSource->GetOutput()); // 这样写不能显示融合图像
	imageBlend->AddInputData(reader->GetOutput());
	imageBlend->AddInputData(imageSource->GetOutput()); //修改为Add,然后取消编号就ok
	imageBlend->SetOpacity(0, 0.4);
	imageBlend->SetOpacity(1, 0.6);  //用于设置对应id号的图像不透明度的大小
	imageBlend->Update();

	//显示三组图像
	//（1）创建actors
	vtkSmartPointer<vtkImageActor>originalActor1 = vtkSmartPointer<vtkImageActor>::New();
	originalActor1->SetInputData(reader->GetOutput());

	vtkSmartPointer<vtkImageActor>originalActor2 = vtkSmartPointer<vtkImageActor>::New();
	originalActor2->SetInputData(imageSource->GetOutput());

	vtkSmartPointer<vtkImageActor>blendActor = vtkSmartPointer<vtkImageActor>::New();
	blendActor->SetInputData(imageBlend->GetOutput());

	//（2）定义viewport范围 （xmin,ymin,xmax,ymax）
	double leftViewport[4] = {
    
     0.0,0.0,0.33,1.0 };
	double midViewport[4] = {
    
     0.33,0.0,0.66,1.0 };
	double rightViewport[4] = {
    
     0.66,0.0,1.0,1.0 };

	//（3）创建渲染示例renderers
	vtkSmartPointer<vtkRenderer>originalRenderer1 = vtkSmartPointer<vtkRenderer>::New();
	originalRenderer1->SetViewport(leftViewport);
	originalRenderer1->AddActor(originalActor1);
	originalRenderer1->ResetCamera();
	originalRenderer1->SetBackground(1.0, 1.0, 1.0);

	vtkSmartPointer<vtkRenderer>originalRenderer2 = vtkSmartPointer<vtkRenderer>::New();
	originalRenderer2->SetViewport(midViewport);
	originalRenderer2->AddActor(originalActor2);
	originalRenderer2->ResetCamera();
	originalRenderer2->SetBackground(1.0, 1.0, 1.0);

	vtkSmartPointer<vtkRenderer>blendRenderer = vtkSmartPointer<vtkRenderer>::New();
	blendRenderer->SetViewport(rightViewport);
	blendRenderer->AddActor(blendActor);
	blendRenderer->ResetCamera();
	blendRenderer->SetBackground(1.0, 1.0, 1.0);

	//（4）创建渲染窗口renderWindow
	vtkSmartPointer<vtkRenderWindow>renderWindow = vtkSmartPointer<vtkRenderWindow>::New();
	renderWindow->AddRenderer(originalRenderer1);
	renderWindow->AddRenderer(originalRenderer2);
	renderWindow->AddRenderer(blendRenderer);
	renderWindow->SetSize(640, 320);
	renderWindow->Render();
	renderWindow->SetWindowName("ImageBlendExample");

	//（5）创建交互RenderWindowInteractor以及交互样式
	vtkSmartPointer<vtkRenderWindowInteractor>renderWindowInteractor = vtkSmartPointer<vtkRenderWindowInteractor>::New();
	vtkSmartPointer<vtkInteractorStyleImage> style = vtkSmartPointer<vtkInteractorStyleImage>::New();
	renderWindowInteractor->SetInteractorStyle(style);
	renderWindowInteractor->SetRenderWindow(renderWindow);
	renderWindowInteractor->Initialize();
	renderWindowInteractor->Start();

	return 0;
}

操作結果:
ここに画像の説明を挿入します

問題: Fusion 画像が表示されない
エラーメッセージ:vtkCompositeDataPipeline (00000201D3E32960): Input for connection index 0 on input port index 1 for algorithm vtkImageBlend(00000201D3E1F930) is of type vtkImageData, but a vtkImageStencilData is required.

エラー修正の参照: VTK Notes-Image Fusion-02-vtkImageBlend Class
注: VTK のバージョンには互換性がないため、SetInput() が使用できなくなります。

パイプ接続を確立したい場合は、SetInputConnection()、GetOutputPort()を使用します。

独立したデータセットを処理したい場合は、SetInputData() を使用します。